Самостопорящийся резьбовой элемент

 

и и 57l20 I

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 21.11.72 (21) 1848801/27 (23) Приоритет (32) 22.11.71 (51) М.К .

F 16В 39/30

Государственный комитет (31) 200933 (33) США

Опубликовано 30,08.77. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 30.08.77 (53) УДК 621.882.6 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Иностранец

Роджер В. Орломоски (США) Иностранная фирма

«Литтон Экспорт Трэйд Корпорейшн» (США) (71) Заявитель (54) САМОСТОПОРЯЩИЙСЯ РЕЗЪБОВОЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к области общего машиностроения.

Известен самостопорящийся резьбовой элемент, содержащий один или более выступающих поясков, выполненных на боковых поверхностях резьбы (1).

Однако известный самостопорящийся резьбовой элемент не обеспечивает надежного стопорения деталей, деформирует резьбу сопряженной с ним детали и быстро 10 теряет свои самостопорящиеся свойства в процессе использования.

В предлагаемом самостопорящемся резьбовом элементе с целью устранения повреждения сопряженной резьбы, выступаю- 15 щий поясок имеет в сечении форму трапеции с тремя гранями, причем средняя грань параллельна боковой стенке сопряженной резьбы.

Резьбовой элемент может быть выполнен 20 с резьбой на его наружной или внутренней поверхности.

Резьбовой элемент отличается также тем, что крайняя грань выступающего пояска плавно сопряжена с впадиной резьбы, а вы- 25 ступающий поясок выполнен на двух или более последовательно расположенных витках резьбы, выступающий поясок выполнен прерывистым, а угол при его вершине равен

55 — 100 . Средняя грань выступающего пояска расположена к боковой поверхности резьбы под углом 60 .

Объем выступающего пояска равен ооъсму впадины, расположенной между вершинами резьбы и выступающего пояска. Расстояние от вершины выступающего пояска до впадины резьбы больше, чем до впадины, расположенной между вершинами резьбы и выступающего пояска.

На фиг. 1 изображен предлагаемый резьбовой элемент, общий вид; на фнг. 2 — то же, поперечное осевое сечение; на фиг. 3— то же, поперечное осевое сечение с сопряженным элементом; на фиг. 4 — осевое сечение другого профиля резьбы; на фиг. 5 и

6 — осевые сечения различных профилей резьб.

Резьбовой сам осто пор ящийся элемент 1 выполнен с выступающим пояском 2, который может быть расположен как на боковой поверхности резьбы, так и на обеих поверхностях резьбы, как на испытывающей давление, так и на не испытывающей давление поверхности. Выступающие пояски 2 выполняются по крайней мере на двух последовательных витках резьбы.

571201

Осевое сечение выступающего пояска 2, имеет форму трапеции с тремя гранями 3, 4 и 5, причем грань 5 является опорной.

Пунктирная линия 6 представляет собой основание выступающего пояска 2.

Гладкая и относительно широкая грань

5 эффективно способствует частичному сжатию и частичному изгибу выступающего пояска. Кроме того, грань 5 устраняет задирание и срезание поверхности соединяемой резьбы, когда элемент резьбового соединения, например болт, с усилием вводится в зацепление с отверстием, имеющим внутреннюю резьбу, например с гайкой.

Опорная грань 5 выступающего пояска 2 должна располагаться предпочтительно под углом 60 относительно боковой поверхности 7 резьбы. Этот угол будет находиться в соответствии с профилями стандартных резьб.

Опорная грань 5, которая параллельна боковой поверхности 7 резьбы болта (гайки) и боковой поверхности 8 резьбы, сопряженного резьбового элемента, необходима для избежания концентрации усилий в сопряженной резьбе. Она может иметь несколько криволинейную форму в сечении, если отклонение от плоской формы не настолько велико, чтобы вызвать концентрацию напряжений.

Грань 3 выступающего пояска 2 пересекает опорную грань 5 под прямым углом и пересекает примыкающую поверхность 9 профиля резьбы витка над линией 10 среднего диаметра и вблизи пересечения с линией 11 поперечного среднего сечения. Линия 11 поперечного среднего сечения проходит через спиральную впадину 12, расположенную между вершиной 13 выступающего йояска 2 и вершиной 14 резьбы. Угол между гранью 3 и примыкающей поверхностью 9 профиля резьбы составляет порядка 77 . Обычно он должен быть более

50 и иногда будет образовывать тупой угол в различных вариантах изобретения.

Этот угол играет роль в определении степени упругого изгибания выступающего пояска 2, если такое может произойти.

Внутренняя грань 3 выступающего пояска

2 и поверхность 9 профиля резьбы могут б ыть несколь ко кр и вол инейным и.

Давление, оказываемое на выступающий поясок 2 плоскостью профиля сопряженной резьбы при соединении (см. фиг. 3), будет действовать на опорную грань 5 в направлении оси винта, совпадающем с направлением линии 10 среднего диаметра, Эту сжимающую силу, приложенную к опорной грани 5, можно представить как состоящую пз двух составляющих, одна из которых направлена под прямым углом к грани 5 и действует как сжимающая сила, приложенная к выступающему пояску 2, а другая составляющая будет стремиться упруго изогнуть выступающую вперед часть вы5

0О

65 ступающего пояска 2, т. е, вблизи вершины

13. Тогда можно заметить, что упругость, кроме характеристики, присущей материалу, будет зависеть от наклона грани 3 относительно линии б, которая будет соответствовать направлению компоненты с>кимающей силы, приложенной в направлении оси винта. Таким образом, по отношению к изгибающей составляющей усилия впадина 12, расположенная между поверхностями 9 и 3, будет играть роль поднутрения. Очевидно, что приближение дна впадины 12 к оси винта по сравнению с вершиной 13 выступающего пояска 2 будет вызывать углубление поднутрення и увеличение упругости выступающего пояска относительно составляющей приложенной силы, которая стремится его изогнуть.

Часть выступающего пояска 2, расположенная ближе к основанию, и, по существу, испытывающая упругое сжатие, не будет резко отличаться от другой части вблизи вершины 13, испытывающей изгиб, поскольку между такими частями нельзя провести четкую разграничительную линию. Очевидно, что средняя зона материала выступающего пояска будет испытывать как упругое сжатие, так и упругий изгиб.

Пересечение грани 3 и опорной грани 5, которое является фактически вершиной 13 выступающего пояска 2, обычно находится снаружи линии 10 среднего диаметра резьбы, а в определенных вариантах изобретения его высота может быть равной или превышать высоту вершины 14, т. е. вершина

13 выступающего пояска 2 и вершина 14 резьбы могут быть на одинаковом расстоянии от впадины 15 или наоборот. Вершина выступающего пояска 2 может быть на большом расстоянии от впадины 15, чем вершина 14 резьбы. На фиг. 2 грань 4 выступающего пояска 2 представляет собой прямую линию, хотя ее контур может изменяться достаточно широко. В большинстве вариантов изобретения грань 4, примыкающая к опорной грани 5 выступающего пояска 2, сливается с поверхностью 7 профиля резьбы в направлении к впадине

15. Угол между опорной гранью 5 и гранью

4, обычно тупой, так что при изгибе выступающего пояска 2 не создается четких областей, которые могут служить концентраторами напряжений, вызванных сопряженной поверхностью профиля резьбы. У некоторых профилей выступающих поясков этот угол может приближаться к 180 . Контурная линия боковой поверхности 7 резьбы, которая представляет собой контур первоначальной резьбы, предшествующей образованию выступающего пояска, показана на фиг, 2 пунктирными линиями.

Приближение впадин 12 к оси винта по сравнению с вершиной 13 выступающего пояска будет вызывать углубление впадины

12 и увеличение упругости выступающего

571201 пояска 2 относительно составляющей п и6 ложенной силы которая стремиться изою еи при- нями, и ичем с е п р дняя грань параллельна гнуть поясок. поверхности боковой стен

Как видно из фиг. 3 соед резьбы. стенки сопряженной стенки пове хн соединение боковой р, ности 7 резьбы, снабженной б

2. Элемент по о п. 1, отлич ающийся поясками 2 с боковой стенкой 8 сопряжен- го п тем, что асстоя ной бычной орм,лыгой сзьбы "оизво- до впадины ас е, чем ф рмацию выступающего пояска 2.

, расположенной между ве шиКомбинация п упругого сжатия и упругого а . нами резьбы и выступающего пояска. изгиба выступающего пояска 2 п хо ошее с ояска производит 10 с я тем ч р ее с а мотор мозящее действие., что резьба выполнена на его наН ф 4 5 б полнения п е сны ва ианты ис . о пп. 1 и 2, отл и ч а ю щ ся элемента с ы упающи поясками 2 расположенными над ср оы, обсспечив среднеи линией езьами, ренней поверхности. внутающие хорошее тормозящее с я ср " р зь- 15 5. Элемент по п . пп. 1 — 4, отлич ающийдсйствие. ее ся тем, что крайняя грань

Особенность пояска плавно г ань выст паю остью этого типа резьбовых элевно сопряжена с впадиной езьментов является вып х эле- бы. и резьканавки меж г шолнение спи аль

spy гребнем выступающего по- 20 б к выполнен

3 выст его п яска 2 и л ложеннь х витках резьбьь рованной

" резьбы имеют общую высот, а в я части недеформи- 7. Элем ент по пп. 1 — 6, отл и ч а ю щи йнекоторых сл чая 13 25 щего пояска слегка выше или наоб

На фиг. 6 ф . 6 изображен выступающий появыше или наоборот. 8. Элемен нт по пп, 1 — 7, отличающийсок 16 с оставшейс

Вп щии поя- с я тем, что гол п у л при вершине выступаюы . щего пояска равен 55 — 100 ку и пе е р ходят в линии конт а 2 кают к одному вит- 9. Элем . ент по пп. 1 — 8, отл и ч а ю примыкаю их щих поверхностей профиля п еих, пре- пояска расположена к бок и стороны витка. под под углом 0 . оковои поверхности

Формула изобретения

10. Элемент по пп. 1 — 10

1. Самостопо я щиися тем, что — отлич аюрящиис рсзьбовой элемент 35 содержащий о ин д или более выступающих н т, яска равен объем у впадины, расположенпоясков, выполненных на боко нои между вершинами езьбы ностях б х резь ы, отличающий а оковых поверх- щего по ояска. езь ы и выступаюс целью ийся тем, что, ф р женной езьб bI, выст паю ий 1105/COK НМе 40

3 к име- 40 1. Патент США № 3517717, . 15— ии с тремя гра. 1968.